Атоми - це будівельні блоки Всесвіту, які ви бачите навколо себе. Вони електрично нейтральні, і це добре для таких форм життя, як ми. Якби атоми не були нейтральними, вони були б нестійкими, і нас, мабуть, не було б тут. Чому атоми нейтральні електрично? Відповідь проста: їх негативно заряджені компоненти (електрони) повністю збалансовані з їх позитивно зарядженими компонентами (протонами). Розуміння цього знайомить вас з ключовими ідеями для будь-якого початківця вченого, а також створює місток до інших тем, таких як існування нейтральних іонів.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Атоми електрично нейтральні, оскільки містять однакові кількості позитивно заряджених протонів та негативно заряджених електронів. Електрони і протони мають рівні, але протилежні заряди, тому в результаті не виникає чистого заряду.
Іони - це атоми, які отримали або втратили електрони. Як результат, іони мають чистий заряд.
Протони, електрони та нейтрони
Три важливі частинки складають атоми, і кожна має різний заряд. Ядро містить протони та нейтрони, а електрони займають "хмару" навколо. Як говорить їхня назва, нейтрони не мають електричного заряду. Протони та електрони є зарядженими, але навпаки. Протони мають позитивний заряд 1,6 × 10
Елементи електрично нейтральні
Хімічні елементи визначаються найпростіше за кількістю протонів, які вони мають. Це називається їх атомним номером, а періодична система - це послідовний перелік елементів зі збільшенням атомних чисел. Водень має атомний номер один (мається на увазі один протон), гелій - два, літій - три тощо. Кожен елемент має однакову кількість електронів, що обертаються навколо центрального ядра. Негативний заряд від електронів скасовує позитивний заряд від протонів, тому, якщо розглянути все, ці атоми є електрично нейтральними.
Нейтрони також сидять з протонами в ядрах більшості елементів, але оскільки вони не заряджені, вони не грають ролі в тому, чому атоми електрично нейтральні. Деякі елементи існують більш ніж в одній формі з різною кількістю нейтронів як різні ізотопи, але це впливає на їх стійкість, коли йдеться про радіоактивний розпад, а не про їх заряд.
Іони: виняток із правила
Хоча всі атоми зазвичай електрично нейтральні, є деякі важливі винятки. Якщо атом втрачає електрон, то протони перевищують кількість електронів, і є чистий заряд +1. Деякі елементи отримують електрон, а отже, надлишок негативного заряду, що дає їм чистий заряд -1.
Вони називаються іонами, "катіоном" для позитивно зарядженого іона і "аніоном" для негативно заряджених іонів. Хоча це означає, що вони менш електрично стійкі і залучатимуть протилежне заряджені іони, певні елементи схильні поводитися так таким чином, тому що їх найвіддаленіша електронна оболонка знаходиться або на один, або на два електрони від того, щоб бути “повними”, або лише на один чи два електрони в новий оболонка.
